Kendi kendini yok edebilen ‘canlı plastik’ geliştirdi

Plastik kirliliğiyle gayret eden araştırmacılar, içerisine özel olarak programlanmış mikroorganizmalar entegre edilen ve istenildiğinde kendi kendini büsbütün yok edebilen “canlı plastik” geliştirdi. Üstelik bu gereç, parçalanma sürecinde mikroplastik oluşumuna da yol açmıyor.

Kontrol edilebilir plastik

Geleneksel plastiklerin tabiatta yüzlerce yıl bozulmadan kalması önemli çevresel sıkıntılara neden oluyor. Araştırma grubu, bu sorunu bilakis çevirmeyi hedefleyerek plastiklerin dayanıklılığını sabit bir özellik olmaktan çıkarıp programlanabilir bir yapıya dönüştürdü.

Çalışmanın muharrirlerinden Zhuojun Dai, bu yaklaşımın temel motivasyonunu “Geleneksel plastiklerin yüzyıllar boyunca kalıcı olduğu, lakin ambalaj üzere birçok uygulamanın kısa ömürlü olduğu gerçeği, şu soruyu gündeme getirdi: Gerecin ömür döngüsüne direkt bozunmayı dahil edebilir miyiz?” sözleriyle açıklıyor.

Araştırmanın merkezinde, birlikte çalışan iki farklı bakteri suşu yer alıyor. Bilim insanları, Bacillus subtilis bakterisini genetik olarak programlayarak iki farklı plastik parçalayıcı enzim üretmesini sağladı. Bu enzimlerden biri uzun polimer zincirlerini rastgele keserek küçük kesimlere ayırırken başkası bu modülleri uçlardan başlayarak büsbütün monomer yapı taşlarına kadar indiriyor.

Bu iş birliği sayesinde plastik, sadece altı gün içinde büsbütün çözünüyor. Üstelik süreç boyunca mikroplastik oluşumu gözlemlenmiyor, bu da teknolojiyi mevcut tahlillerden ayıran kritik bir avantaj olarak öne çıkıyor.

Giyilebilir elektroniklerde muvaffakiyetle test edildi

Öte yandan araştırmacılar, mikroorganizmaları etkin halde değil, uyku durumundaki spor formunda plastiğin içine entegre etti. Bu sayede materyal, kullanım sırasında olağan plastik üzere davranıyor ve mekanik özelliklerini koruyor. Çalışmada kullanılan temel polimer ise 3D yazıcılarda ve cerrahi dikişlerde yaygın olarak kullanılan polikaprolakton oldu.

Ancak sistem, belli bir tetikleyiciyle aktive edilebiliyor. Yaklaşık 50 derece sıcaklıktaki besin çözeltisi eklendiğinde sporlar faal hale geçiyor ve enzim üretimi başlıyor. Bu süreç, plastiğin büsbütün çözünmesiyle sonuçlanıyor.

Araştırma grubu, geliştirdikleri malzemeyi sadece laboratuvar ortamında test etmekle kalmadı, birebir vakitte gerçek bir uygulamaya da dönüştürdü. Üretilen “canlı plastik” kullanılarak insan kas sinyallerini (EMG) algılayabilen giyilebilir bir elektrot geliştirildi.

Bu elektrot, kullanım sürecinde beklenen performansı gösterirken deney sonunda büsbütün parçalanarak ortadan kayboldu. Yapılan ölçümlerde cihazın iki hafta içinde büsbütün yok olduğu tespit edildi.

Araştırmacılar, bu teknolojinin bilhassa tek kullanımlık plastiklerin yol açtığı çevresel yükü azaltmada değerli bir rol oynayabileceğini belirtiyor. Çalışma şu an sadece makul bir polimer çeşidi üzerinde gerçekleştirilmiş olsa da birebir yaklaşımın farklı plastik cinslerine de uygulanabileceği tabir ediliyor. Gelecek kademede ise sistemin su ortamında aktive edilebilmesi hedefleniyor.

Kaynak : Donanimhaber